1.引言隨著我國既有建筑存量的增長及使用功能的調(diào)整，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高、材料老化、荷載增加或施工缺陷等原因，需通過加固處理恢復(fù)或提高其承載力、剛度及耐久性。加固設(shè)計與施工是一項系統(tǒng)性工作，需兼顧原結(jié)構(gòu)特性、加固目標(biāo)及現(xiàn)場條件，確保技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理且安全可靠。本文結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范（如《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB____、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》GB____），從設(shè)計原則、常用方法、施工要點及質(zhì)量控制等方面，對鋼筋混凝土加固技術(shù)進(jìn)行全面解析。2.加固設(shè)計的基本原則加固設(shè)計需以“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、耐久”為核心，遵循以下原則：2.1安全性優(yōu)先加固后的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足現(xiàn)行國家規(guī)范對承載力、變形及抗震性能的要求，且不得削弱原結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。設(shè)計時需考慮原結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)（如裂縫、鋼筋銹蝕），通過計算驗證加固后的構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)的安全性。2.2適用性匹配加固方案應(yīng)與結(jié)構(gòu)的使用功能需求一致。例如，對于需提高樓面荷載的梁、板，可采用增大截面法；對于需減輕結(jié)構(gòu)自重的高層構(gòu)件，宜選用粘貼纖維復(fù)合材料（FRP）法。2.3經(jīng)濟(jì)性合理在滿足加固目標(biāo)的前提下，優(yōu)先選擇施工簡便、材料成本低且后期維護(hù)費用少的方案。例如，粘貼鋼板法的施工速度快于增大截面法，但需考慮鋼板的防腐成本；FRP材料價格較高，但耐久性優(yōu)于鋼板。2.4耐久性保障加固材料及構(gòu)造應(yīng)適應(yīng)環(huán)境條件（如潮濕、腐蝕、高溫）。例如，在潮濕環(huán)境中，粘貼鋼板需采用環(huán)氧富鋅底漆防腐；FRP加固需增設(shè)防火層（如防火涂料），以滿足防火要求。3.常用加固設(shè)計方法及應(yīng)用3.1增大截面法適用情況：適用于梁、柱、板等構(gòu)件的受彎、受壓承載力不足，或需提高剛度的情況，尤其適合原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度較低（如C20以下）的構(gòu)件。設(shè)計要點：新增截面的尺寸需根據(jù)計算確定，通常梁底新增高度為原梁高的1/3~1/2，柱新增厚度為50~100mm；新增鋼筋應(yīng)與原結(jié)構(gòu)鋼筋可靠連接（如植筋、焊接），植筋深度需滿足規(guī)范要求（如HRB400鋼筋的植筋深度≥15d，d為鋼筋直徑）；新舊混凝土界面需處理（如鑿毛、涂刷界面處理劑），以保證粘結(jié)強(qiáng)度。優(yōu)缺點：承載力提高顯著，剛度改善明顯；但施工周期長，新增荷載較大，影響建筑凈空。3.2粘貼纖維復(fù)合材料（FRP）法適用情況：適用于梁、板的受彎加固，柱的軸心受壓或偏心受壓加固，以及構(gòu)件的抗剪加固；尤其適合需減輕自重、提高耐腐蝕性能的結(jié)構(gòu)。設(shè)計要點：FRP材料（如碳纖維布、玻璃纖維布）的抗拉強(qiáng)度高，設(shè)計時需控制其應(yīng)變（通常不超過極限應(yīng)變的60%），避免脆性破壞；FRP布的粘貼層數(shù)不宜超過4層（碳纖維布）或6層（玻璃纖維布），層數(shù)過多易導(dǎo)致粘結(jié)失效；端部需設(shè)置錨固措施（如U型箍、壓條），防止FRP布剝離破壞。優(yōu)缺點：自重輕（約200g/m2），施工便捷（無需大型機(jī)械），耐腐蝕；但價格較高，防火性能差（需增設(shè)防火層）。3.3粘貼鋼板法適用情況：適用于梁、柱的受彎、受壓或抗剪加固，尤其適合需快速提高承載力的結(jié)構(gòu)（如災(zāi)后修復(fù)）。設(shè)計要點：鋼板的厚度通常為3~8mm，寬度根據(jù)計算確定，需保證鋼板與混凝土界面的粘結(jié)強(qiáng)度；鋼板的粘貼采用結(jié)構(gòu)膠（如環(huán)氧膠），膠層厚度控制在2~3mm，避免空鼓；鋼板端部需做倒角處理（半徑≥20mm），防止應(yīng)力集中。優(yōu)缺點：強(qiáng)度高（鋼板抗拉強(qiáng)度≥345MPa），施工速度快；但不耐腐蝕（需防腐處理），自重較大（約20kg/m2）。3.4體外預(yù)應(yīng)力法適用情況：適用于大跨度梁、板（如橋梁、廠房）的受彎加固，或需提高結(jié)構(gòu)剛度、減小撓度的情況。設(shè)計要點：預(yù)應(yīng)力筋（如鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲）的布置形式（如直線、曲線）需根據(jù)原結(jié)構(gòu)的受力特點確定，曲線布置可提高抗剪能力；預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力需符合規(guī)范要求（如鋼絞線的張拉控制應(yīng)力≤0.75fptk，fptk為鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）；錨具需選用可靠的產(chǎn)品（如夾片錨、錨板錨），并設(shè)置防護(hù)裝置（如錨具罩）。優(yōu)缺點：可顯著提高承載力和剛度，減小結(jié)構(gòu)變形；但施工工藝復(fù)雜，需專業(yè)設(shè)備（如張拉千斤頂）。3.5置換混凝土法適用情況：適用于原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度不足（如C15以下）、混凝土碳化嚴(yán)重或存在蜂窩、孔洞等缺陷的構(gòu)件（如柱、墻）。設(shè)計要點：置換范圍需根據(jù)檢測結(jié)果確定，通常為構(gòu)件的薄弱部位（如柱底1~2倍柱高）；置換前需對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時支撐，確保施工過程中結(jié)構(gòu)安全；新混凝土的強(qiáng)度等級需比原混凝土高一級（如原C20，新C25），且需采用微膨脹混凝土，以補(bǔ)償收縮。優(yōu)缺點：可徹底修復(fù)混凝土缺陷，提高構(gòu)件強(qiáng)度；但施工難度大，需拆除原混凝土，周期較長。4.施工技術(shù)要點4.1施工準(zhǔn)備現(xiàn)場勘查：核對原結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸、鋼筋布置及損傷情況（如裂縫寬度、混凝土碳化深度），確保設(shè)計方案與現(xiàn)場一致；材料檢驗：加固材料（如鋼筋、FRP布、結(jié)構(gòu)膠）需進(jìn)場檢驗，合格后方可使用；例如，結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度需符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑》GB____的要求；方案交底：向施工人員講解加固方案、技術(shù)要求及安全措施，確保施工過程符合設(shè)計意圖。4.2基層處理混凝土表面清理：清除原結(jié)構(gòu)表面的浮漿、油污、松散混凝土等，用高壓水沖洗干凈；裂縫處理：對于寬度≥0.15mm的裂縫，需采用壓力注漿法修補(bǔ)（如環(huán)氧漿液）；寬度<0.15mm的裂縫，可采用表面封閉法（如環(huán)氧膠泥）；界面處理：增大截面法或置換混凝土法的新舊界面需鑿毛（深度≥6mm），并涂刷界面處理劑（如水泥基界面劑）；粘貼FRP或鋼板的界面需打磨平整（粗糙度Ra≥12.5μm），去除浮塵。4.3加固材料施工增大截面法：植筋時需控制鉆孔深度（如HRB400鋼筋φ16的植筋深度≥240mm），清孔后注入植筋膠，插入鋼筋并固定；澆筑新混凝土?xí)r需振搗密實，避免蜂窩、孔洞。粘貼FRP法：結(jié)構(gòu)膠需按配比配制（如環(huán)氧膠的A組分與B組分比例為3:1），攪拌均勻；將膠均勻涂抹在FRP布上，粘貼于混凝土表面，用滾筒壓實（從中間向邊緣），排出空氣；固化時間需滿足膠的要求（如25℃時固化7天）。粘貼鋼板法：鋼板需除銹（如噴砂處理），涂刷底膠；結(jié)構(gòu)膠涂抹在鋼板及混凝土表面，粘貼后用夾具固定（壓力≥0.2MPa），待膠固化后拆除夾具。體外預(yù)應(yīng)力法：預(yù)應(yīng)力筋的安裝需避免彎折損傷，張拉時需分級進(jìn)行（如先張拉至50%控制應(yīng)力，再張拉至100%），并監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形；張拉完成后需對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行防護(hù)（如包裹塑料布、澆筑混凝土護(hù)套）。4.4防護(hù)處理防腐處理：粘貼鋼板法需在鋼板表面涂刷防銹漆（如環(huán)氧富鋅漆），厚度≥100μm；防火處理：FRP加固需增設(shè)防火層，如防火涂料（厚度≥20mm）或防火板（厚度≥10mm），以滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB____的要求；防水處理：在潮濕環(huán)境中，加固構(gòu)件的表面需涂刷防水涂料（如聚氨酯防水涂料），防止水滲透。5.質(zhì)量控制與驗收5.1原材料質(zhì)量控制鋼筋：抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長率需符合《鋼筋混凝土用鋼》GB1499.____的要求；混凝土：抗壓強(qiáng)度、坍落度需符合設(shè)計要求，現(xiàn)場留置試塊（每100m3留置一組）；FRP布：抗拉強(qiáng)度、彈性模量及延伸率需符合《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB____的要求；結(jié)構(gòu)膠：粘結(jié)強(qiáng)度、耐老化性能需符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑》GB____的要求。5.2施工過程質(zhì)量控制粘貼質(zhì)量檢測：粘貼FRP或鋼板的界面需采用超聲檢測或敲擊法檢查，空鼓面積不得超過總粘貼面積的5%，且單個空鼓面積不得超過____mm2；植筋質(zhì)量檢測：植筋的拉拔試驗需按規(guī)范要求進(jìn)行（每100根取一組，每組3根），拉拔強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計值的90%；預(yù)應(yīng)力張拉控制：張拉時需監(jiān)測預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力（用應(yīng)力傳感器）及結(jié)構(gòu)變形（用百分表），確保符合設(shè)計要求。5.3驗收標(biāo)準(zhǔn)加固工程的驗收需依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB____及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》GB____的要求，主要驗收內(nèi)容包括：加固材料的合格證及檢驗報告；施工記錄（如植筋深度、膠層厚度、張拉應(yīng)力）；實體檢測報告（如粘貼質(zhì)量、植筋拉拔強(qiáng)度、混凝土抗壓強(qiáng)度）；加固構(gòu)件的外觀質(zhì)量（如無裂縫、空鼓、銹蝕）。6.結(jié)語鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與施工需結(jié)合原結(jié)構(gòu)特